摘要：近年來，隨著抗震理論的深入發(fā)展，在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的延性設計上，“強剪弱彎，弱梁強柱，更強節(jié)點”已經(jīng)成為工程界的共識。這種“能力設計”的思路確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震作用下，依次在梁端和柱端出現(xiàn)塑性鉸，通過塑性耗能機構(gòu)避免在較強的地震作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴重損傷和在更強地震作用下發(fā)生危及生命安全的局部或整體失效。而鋼筋混凝土框架節(jié)點在結(jié)構(gòu)達到預計的最不利非彈性反應之前不應出現(xiàn)剪切失效，并具有一定的耗能能力。
　　鋼筋混凝土框架節(jié)點的受力機理指通過合理的計算假定模式，描述由梁、板、柱傳來的內(nèi)力（M、N、V、T）在框架節(jié)點核芯區(qū)的傳遞和由此產(chǎn)生的各種破壞型式。目前比較流行的有三種理論：斜壓桿機理、剪摩擦機理、桁架機理。這三種框架節(jié)點的受力機理，應用于各種不同的破壞型式和設計規(guī)范中。新西蘭的框架節(jié)點設計以斜壓桿和桁架機理共同作用為依據(jù)，美國則以梁剪機理和斜壓桿機理為主。而我國《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011—2001）中用于抗震框架節(jié)點設計的主要計算公式是用來確定節(jié)點水平箍筋用量的“框架節(jié)點核芯區(qū)抗震受剪承載力計算公式”，并未全面考慮到影響鋼筋混凝土框架節(jié)點抗震性能的各種因素，值得進一步探討研究。
　　關(guān)鍵詞：鋼筋砼,框架節(jié)點,抗震性能
　　一、影響鋼筋混凝土框架節(jié)點抗震性能的因素
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　　混凝土強度直接影響框架節(jié)點抗剪承載力，對于承受一定荷載的框架節(jié)點，混凝土強度越高，則梁、柱的截面尺寸越小，框架節(jié)點核芯區(qū)混凝土的承剪截面也相應減小，在一定配箍率下，對其抗震性能反而不利。
　　我國《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50010—2002）提倡使用HRB400級鋼筋，鋼筋強度雖然大于HRB335級鋼筋，在相同的設計條件下，用鋼量相對減少，但是鋼筋表面與周邊的混凝土粘結(jié)錨固能力下降，在框架節(jié)點的高粘結(jié)應力區(qū)，鋼筋和混凝土的共同作用相對較差，鋼筋易滑移。
　　（二）節(jié)點型式
　　對于一榀平面框架，按框架節(jié)點所在位置，節(jié)點主要有四種基本型式：頂層邊柱節(jié)點（┏型）、頂層中柱節(jié)點（┳型）、中間層邊柱節(jié)點（┣型）和中間層中柱節(jié)點（╋型）。對于┏型節(jié)點，梁、柱的縱筋均需在框架節(jié)點核芯區(qū)內(nèi)錨固，節(jié)點核芯區(qū)受力較復雜，易產(chǎn)生破壞。對于┳型節(jié)點，梁的縱筋可直通錨固，水平荷載作用下，柱抗彎承載力弱于梁，柱端易產(chǎn)生塑性鉸。對于┣型節(jié)點，柱抗彎承載力較大，“強柱弱梁”比較容易滿足，但梁筋的錨固相對薄弱，梁筋易發(fā)生粘結(jié)滑移，角柱節(jié)點受力最為不利。對于╋型節(jié)點，強震作用下，框架節(jié)點兩側(cè)梁端可能均達到屈服，框架節(jié)點核芯區(qū)受到很大的剪力，容易發(fā)生核芯區(qū)剪切破壞。
　�。ㄈ�）軸壓比
　　試驗研究表明，在一定范圍內(nèi)軸向壓力可提高框架節(jié)點核芯區(qū)混凝土的抗剪承載力。由于柱軸向壓力的作用，在框架節(jié)點核芯區(qū)混凝土開裂以前，柱截面受壓區(qū)面積加大，斜壓桿作用加強。當混凝土出現(xiàn)裂縫時，混凝土塊體間產(chǎn)生咬合力。隨著軸壓比的增大，抗剪承載力相應增大，但當軸壓比超過某一臨界值時，框架節(jié)點受壓區(qū)混凝土產(chǎn)生微裂縫，使混凝土壓碎，抗剪承載力反而下降。
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　　為了防止框架節(jié)點核芯區(qū)出現(xiàn)斜拉破壞或斜壓破壞，必須控制剪壓比，即限制配箍率，避免框架節(jié)點核芯區(qū)混凝土的破壞先于箍筋的屈服。
　　（五）水平箍筋
　　在框架節(jié)點內(nèi)配置水平封閉箍筋，一方面對框架節(jié)點核芯區(qū)混凝土產(chǎn)生有利約束，增強傳遞軸向荷載的能力，另一方面承擔部分水平剪力，提高框架節(jié)點的抗剪承載力。試驗表明，配箍適當?shù)目蚣芄?jié)點核芯區(qū)出現(xiàn)貫通裂縫后，混凝土承擔的剪力繼續(xù)增加，箍筋全部屈服，混凝土與箍筋同時充分發(fā)揮作用，使節(jié)點核芯區(qū)受剪承載力在破壞時達到最大。
　�。�六）豎向箍筋
　　在水平反復荷載作用下，框架節(jié)點核芯混凝土出現(xiàn)交叉斜裂縫后，剪力的傳遞由斜壓桿作用過渡到水平箍筋承擔水平分力、柱縱向鋼筋承擔豎向分力以及平行于斜裂縫的混凝土骨料咬合力所構(gòu)成的桁架抗剪機制，設置豎向箍筋可承擔框架節(jié)點剪力的豎向分量，減少混凝土的負擔，從而提高框架節(jié)點的抗剪承載力，但施工不便。
　　（七）柱縱向鋼筋
　　柱縱向鋼筋通常按抗彎要求設置，沿柱截面的高度方向，按構(gòu)造規(guī)定也相應配置一定數(shù)量的縱向鋼筋。這些縱筋與水平箍筋聯(lián)合對框架節(jié)點核芯區(qū)混凝土形成雙向約束。因此，合理布置柱縱向鋼筋對提高框架節(jié)點抗剪承載力有一定貢獻，但增加柱縱向鋼筋不像增加水平箍筋那樣能顯著地提高框架節(jié)點的抗剪承載力。
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　　國內(nèi)外的實際震害與試驗研究表明，垂直于框架平面與節(jié)點相交的直交梁對框架節(jié)點核芯區(qū)混凝土具有約束作用，從而提高框架節(jié)點的抗剪承載力。但是，如果斜向地震的雙軸效應使兩個方向梁的縱筋都屈服，則降低了直交梁對節(jié)點的約束作用。對于僅一側(cè)有直交梁的框架節(jié)點，抗剪性能并未改善框架節(jié)點的抗剪承載力。
　　（九）樓板
　　框架節(jié)點四周的樓板對節(jié)點核芯區(qū)具有約束作用，與梁軸平行的樓板鋼筋與梁上部受力鋼筋協(xié)同工作。如果考慮樓板作為梁翼緣在受彎過程中發(fā)揮的作用，則應相應地提高節(jié)點的剪力計算值。
　�。ㄊ�）預應力作用
　　對鋼筋混凝土框架節(jié)點施加預應力，可使框架節(jié)點核芯區(qū)混凝土增加約束，處于雙向受力狀態(tài)，從而提高框架節(jié)點的抗剪承載力。但通過框架節(jié)點核芯區(qū)的無粘結(jié)預應力筋，削弱核芯區(qū)混凝土的面積，降低框架節(jié)點的抗剪承載力。因此，對于無粘結(jié)預應力混凝土框架節(jié)點，可將預應力作用對框架節(jié)點的抗剪承載力的提高作為結(jié)構(gòu)的安全度儲備。
　�。ㄊ�一）偏心影響
　　在高層建筑設計中，為了使建筑立面產(chǎn)生與外墻或柱面齊平的效果或產(chǎn)生凹凸錯落的效果，經(jīng)常要求梁、柱中心線錯開，甚至要求梁側(cè)面與柱側(cè)面重合，出現(xiàn)大量的大偏心框架節(jié)點，這時框架節(jié)點受到附加扭矩之類的次內(nèi)力作用，剪力在節(jié)點內(nèi)的傳遞比較復雜。通過實際震害和試驗研究可以發(fā)現(xiàn)，與無偏心框架節(jié)點相比，偏心框架節(jié)點抗剪承載力明顯下降。
　�。ㄊ�二）異形柱節(jié)點
　　T型柱框架節(jié)點的抗剪承載力較低，框架節(jié)點在梁一屈服后馬上進入通裂狀態(tài)。當梁寬大于柱腹板寬度時，處于柱腹板外的梁縱筋在節(jié)點處錨固較差。
　　（十三）反復荷載
　　在反復荷載作用下，材料強度和構(gòu)件強度降低，粘結(jié)錨固性能退化，剪切變形加大。由于框架節(jié)點內(nèi)剪應力方向交替變化，核芯區(qū)斜向裂縫的張開與閉合交替產(chǎn)生，導致框架節(jié)點核芯區(qū)抗剪承載力和剪切剛度降低�？蚣芄�(jié)點兩側(cè)的梁縱向鋼筋可能產(chǎn)生一側(cè)受拉達到屈服，另一側(cè)受壓達到屈服，產(chǎn)生很高的粘結(jié)應力，使鋼筋滑移，發(fā)生粘結(jié)破壞。隨著梁端變形的逐步增加，框架節(jié)點核芯區(qū)抗剪承載力相應逐漸衰減。
　�。ㄊ�四）斜向地震的雙軸效應
　　當?shù)卣鹱饔梅较蚺c建筑物主軸方向不一致時，可能使兩個方向的梁都達到屈服，這時作用于節(jié)點對角斜面上的水平剪力約為其中一個方向的2倍，然而斜裂縫遇到的箍筋與一個方向受剪時遇到的箍筋數(shù)目仍然相同。如果這些水平箍筋與柱截面各邊平行，則鋼筋的斜向分力僅僅是單向受剪時可抵抗剪力的1/2。對于雙向?qū)ΨQ的框架，雙向受剪所需要的剪力鋼筋約為單向受剪所需剪力鋼筋的2倍。因此，斜向地震作用下，框架節(jié)點的強度和剛度迅速降低，梁筋較早出現(xiàn)粘結(jié)滑移破壞。
　　二、建議
　　通過以上對影響鋼筋混凝土框架節(jié)點抗震性能的各種因素的討論，在鋼筋混凝土框架節(jié)點的設計上，綜合“概念設計”和“構(gòu)造措施”，確保結(jié)構(gòu)設計安全經(jīng)濟。

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